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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:292 题号:11836858
合成氨反应是目前最有效工业固氮的方法,解决数亿人口生存问题。
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。

写出合成氨的热化学方程式:______________;该反应历程中最大能垒对应的化学方程式为:_______________________
(2)如图所示,合成氨反应中未使用催化剂时,逆反应的活化能Ea(逆)=_____kJ·mol1;使用催化剂之后,正反应的活化能为________kJ·mol1

(3)合成氨需要选择合适的催化剂,分别选用A、B、C三种催化剂进行实验,所得结果如图所示(其他条件相同),则实际生产中适宜选择的催化剂是____(填“A”“B”或“C”),理由是_______________

(4)一定温度下,将l mol N2和3 mol H2置于一密闭容器中反应,测得平衡时容器的总压为P,NH3的物质的量分数为20%,列式计算出此时的平衡常数Kp____(用平衡分压代替平衡浓度进行计算,分压=总压×体积分数,可不化简)。
(5)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示:

①固体氧化物电池工作的电解质,O2移向__________(填字母)。
A 电极a        B 电极b
②该电池工作时,电极a上发生的电极反应为______________

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【推荐1】应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手,如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。
(1)已知: ①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g)     Δ H=+93.0 kJ·mol1
②CH3OH(g)+1/2 O2(g)=CO2(g)+2H2(g)     Δ H=-192.9 kJ·mol1
③CH3OH(g)=CH3OH(l)     Δ H=-38.19 kJ·mol1
则表示 CH3OH 的燃烧热的热化学方程式为___________
(2)在一定条件下用CO和H2合成 CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在2 L恒容密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,在催化剂作用下充分反应。下图表示平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化的平衡曲线。

回答下列问题:
①该反应的反应热 Δ H________ 0(填“>” 或“<” ),压强的相对大小与p1_______ p2(填“>” 或“<” )。
②压强为 p2,温度为 300℃时,该反应的化学平衡常数的计算式为K=_______(只列算式不计算结果)。
③下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是_______
A.容器内气体压强不再变化
B.υ (CO):υ (H2)=1:2
C.容器内的密度不再变化
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.容器内各组分的质量分数不再变化
④某温度下,在保证 H2 浓度不变的情况下,增大容器的体积, 平衡_______
A.向正反应方向移动       B.向逆反应方向移动          C.不移动
2018-01-07更新 | 204次组卷
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【推荐2】CH4既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。
(1)已知8.0 g CH4完全燃烧生成液体水放出444.8 kJ热量。则当CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)中生成2mol的H-O键放出_____kJ热量。
(2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池,其工作原理如图10所示,则通入a气体的电极名称为_____,通入b气体的电极反应式为 ________。(质子交换膜只允许H+通过)

(3)在一定温度和催化剂作用下,CH4与CO2可直接转化成乙酸,这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图11所示,则该反应的最佳温度应控制在 ________左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜 (CuAlO2,难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,其离子方程式为 _____________________
(4)CH4还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOx反应转化为N2和CO2,若标准状况下8.96 L CH4可处理22.4 L NOx,则x值为______________
2017-09-11更新 | 76次组卷
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【推荐3】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热能,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:

(1)反应I的化学方程式是________
(2)反应I得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层,含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。
①根据上述事实,下列说法正确的是________(选填序号)。
a 两层溶液的密度存在差异
b 加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶
c I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶
② 辨别两层溶液的方法是____________
③经检测,H2SO4层中c(H+):c(SO42-)=2.06:1,其比值大于2的原因______
(3)反应II : 2H2SO4(l)=2SO2(g) +O2(g) +2H2O(g)        △H=+550 kJ • mol-1
它由两步反应组成:
i.H2SO4(l)=SO3(g) +H2O(g)   △H =+177 kJ • mol-1
ii.SO3(g)分解。
L(L1, L2)和X可分别代表压强或温度,下图表示L一定时,ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①写出反应iiSO3(g)分解的热化学方程式:________
②X代表的物理量是_______
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